Изучение окаменелостей древних губок, обитавших в морях на территории современной Сибири, позволило палеонтологам определить, как изменения в концентрации кислорода в кембрийский период влияли на рост древних рифов и их экологическую организацию.
В начале палеозойской эры на Земле произошли стремительные и значительные изменения в жизни. В период, известный как кембрийский взрыв, появилось огромное разнообразие живых организмов, среди которых можно легко идентифицировать предков современных плеченогих, моллюсков, членистоногих и так далее. Другие — вроде ветуликолий или саккоритуса — их устройство представляло собой нечто крайне необычное и поставило систематиков перед сложной задачей.
Около 514–525 миллионов лет назад, в раннем кембрии, Сибирь, или, точнее, Сибирская платформа, была отдельным тропическим континентом, почти полностью покрытым морем. Подводные рифы, существовавшие на дне этих морей, значительно отличались от современных, привычных нам коралловых образований морях. Их строили не коралловые полипы, а губки, в частности их вымершая подгруппа — археоциаты, в кембрийских сибирских морях освещение было недостаточным, и кислород также поступал нерегулярно, с перебоями».
Временами вода морей в кембрии насыщалась кислородом, а затем его почти полностью лишалась. В первом случае археоциатам удавалось создавать относительно большие (до шести метров в поперечнике) куполовидные постройки, населенные очень непохожими видами, каждый из которых выполнял свою функцию, то есть занимал свою экологическую нишу. И эти виды нуждались друг в друге для процветания сложного, нишевого сообщества. Во втором случае получались лишь небольшие (менее метра в диаметре) «кочки», где ютились мелкие особи (иногда всего нескольких видов), способные выживать в сходных неблагоприятных условиях независимо от своих малозаметных соседей.
«В замкнутой среде не только обычное общество, но и разнообразные группы, отличные друг от друга по своему составу и функциям сообщество не развивается: для этого нужен хотя бы глоток живительного воздуха. Такой вывод сделал наш коллектив в результате исследований формирования древнейших рифовых сообществ морских животных на фоне меняющейся среды 515-525 миллионов лет назад», — прокомментировал для Naked Science свою работу доктор биологических наук Андрей Журавлев, профессор кафедры биологической эволюции биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова
Авторы новой статьи в Nature Communication — международная группа ученых под руководством Журавлева провела анализ обширного массива данных для реконструкции экосистем кембрийских рифов. В ходе исследования было установлено, что повышение концентрации кислорода 515 миллионов лет назад способствовало увеличению размеров рифов и тел отдельных археоциатов. Кроме того, они стали разнообразнее, а их сообщества — устроены более сложно.
«Современная палеонтология использует обширные базы данных, содержащие информацию о тысячах ископаемых останков, относящихся к десяткам видов. Анализ сотен шлифов осадочных морских отложений позволяет детально реконструировать глубины и гидродинамику древнего бассейна. Множественные исследования позволяют определить соотношение основных изотопов углерода, серы и урана, которые служат индикаторами окислительно-восстановительного состояния среды. И, собрав все эти данные воедино, например, для кембрийских отложений Сибири, можно сложить удивительную картину развития не только отдельных организмов, но и их взаимодействия на фоне постоянно меняющихся вызовов среды», — подвел итог профессор Журавлев.